(57)【要約】【課題】  電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置の提供。【解決手段】  燃料電池セットと補助電池セットの間に充電制御回路を具え、マイクロコントローラが充電電流制御線を通して充電電流制御信号を出力して該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを制御し、該充電電流制御信号は燃料電池セットの燃料電池の出力電圧が補助電池の電池出力電圧より大きい条件下で、補助電池の設定電池出力電圧準位に基づき、該充電制御回路の発生する充電電流で該補助電池に対して充電する。電池並列電力供給切り換え回路が該燃料電池セットの電圧出力端と補助電池セットの電圧出力端の間に接続されて、電池出力電圧が設定電圧より大きい時に、該燃料電池セットと補助電池セットに共同で電動設備に対する電力供給を行なわせる。【選択図】        図２
2005168279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、
少なくとも一つの燃料電池セット、少なくとも一つの補助電池セット、充電制御回路、マイクロコントローラーを具え、
該燃料電池セットには空気供給装置、水素ガス供給装置を通して反応に必要な空気と水素ガスが供給され、該燃料電池セットの電圧出力端が燃料電池出力電圧を出力できるものとされ、
該補助電池セットは二次電池セットであり、その電圧出力端が電池出力電圧を出力できるものとされ、
該充電制御回路は、その充電電圧入力端が該燃料電池セットの電圧出力端に接続されて充電電源を取得し、その充電電圧出力端が該補助電池セットの電圧出力端に接続され、
該マイクロコントローラーは、充電電流制御線を具え、該充電電流制御線は該充電制御回路に接続されて充電電流制御信号を出力して該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを制御し、
該充電電流制御信号は燃料電池セットの燃料電池出力電圧が補助電池セットの電池出力電圧より大きい条件下にあって、該補助電池セットの所定電池出力電圧準位により該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを調整することを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項２】
請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、空気供給装置中に送風機が設けられて燃料電池セットの反応に必要な空気を供給し、該送風機は送風機電源供給回路により作業電圧を供給され、該送風機電源供給回路は起動スイッチに直列に接続されて補助電池セットの電圧出力端に接続され、起動スイッチが押下げられた後、補助電池セットの電圧出力端が作業電圧を送風機電源供給回路に供給して送風機に運転開始させることを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項３】
請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、燃料電池セットの電圧出力端に更に分流回路が接続されたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項４】
請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、電池並列電力供給切り換え回路を具え、補助電池セットの発生する電池出力電圧が設定電圧より大きい時、燃料電池セットと補助電池セットが共同で電動設備に電力供給することを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項５】
請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、電動設備が電動車椅子とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項６】
請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、補助電池セットがニッケル水素電池とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項７】
電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、
少なくとも一つの燃料電池セット、少なくとも一つの補助電池セット、電池並列電力供給切り換え回路、マイクロコントローラーを具え、
該燃料電池セットには空気供給装置、水素ガス供給装置を通して反応に必要な空気と水素ガスが供給され、該燃料電池セットの電圧出力端が燃料電池出力電圧を出力できるものとされ、
該補助電池セットは二次電池セットであり、その電圧出力端が電池出力電圧を出力できるものとされ、
該電池並列電力供給切り換え回路は、補助電池セットの発生する電池出力電圧が設定電圧より大きい時、燃料電池セットと補助電池セットに共同で電動設備に対する電力供給を行なわせ、
該マイクロコントローラーは、電池並列電力供給制御端を具えて電池並列電力供給切り換え回路の動作を制御し、該マイクロコントローラーはまた補助電池セットの電池出力電圧の電圧状態を検出する電池電圧検出端を具え、
該マイクロコントローラーは電池電圧検出端を通して検出した補助電池セットの電池出力電圧が設定電圧より大きい時、該電池並列電力供給制御端を通して電池並列電力供給切り換え回路の動作を制御し、燃料電池セットと補助電池セットに共同で電動設備に対する電力供給を行なわせることを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項８】
請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、空気供給装置中に送風機が設けられて燃料電池セットの反応に必要な空気を供給し、該送風機は送風機電源供給回路により作業電圧を供給され、該送風機電源供給回路は起動スイッチに直列に接続されて補助電池セットの電圧出力端に接続され、起動スイッチが押下げられた後、補助電池セットの電圧出力端が作業電圧を送風機電源供給回路に供給して送風機に運転開始させることを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項９】
請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、充電制御回路を更に具え、その充電電圧入力端が燃料電池セットの電圧出力端に接続されて充電電源を取得し、その充電電圧出力端が補助電池セットの電圧出力端に接続され、
該マイクロコントローラーが更に充電電流制御線を具え、該充電電流制御線は該充電制御回路に接続されて充電電流制御信号を出力して該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを制御し、
該充電電流制御信号は燃料電池セットの燃料電池出力電圧が補助電池セットの電池出力電圧より大きい条件下にあって、該補助電池セットの所定電池出力電圧準位により該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを調整することを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項１０】
請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、燃料電池セットの電圧出力端に更に分流回路が接続されたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項１１】
請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、電動設備が電動車椅子とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【請求項１２】
請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、補助電池セットがニッケル水素電池とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種のダブル電池電力供給制御装置に係り、特に電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池の種類は非常に多く、例えば鉛酸電池、亜鉛マンガン乾電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウム高分子電池、亜鉛空気燃料電池等がある。鉛酸電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池の発展と応用は比較的成熟しており、ゆえに現在の電動車両のほとんどにはこれらの電池が電力供給用の電池として採用されている。
【０００３】
各種の移動式の電動設備は、その必要な電力を電池により供給する必要があり、伝統的に使用されている電池のほとんどは鉛酸電池或いはニッケル水素電池である。しかし、このような伝統的な電池を電動設備の電力ソースとなす時、その電池の特性に制限されて往々にして良好な電力供給ができなくなる。
【０００４】
例えば電動車椅子への応用では、伝統的な電動車椅子のほとんどには鉛酸電池が電力ソースとして使用されている。電動車椅子は一般に平坦な路面を走行する時に必要な正常電力（Ｎｏｍｉｎａｌ  Ｐｏｗｅｒ）と坂を上る時に必要な最大電力（Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ）の差が非常に大きく、伝統的な電池を電動車椅子の電力ソースとして使用すると、往々にして電動車椅子の電力要求に符合しなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単一電池セットを採用する技術は異なる電動設備の必要とする電力要求に対応できず、ゆえにダブル電力供給装置の設計が提供されている。しかしダブル電力供給設計を採用すると、予期された電力要求は達成できるものの、往々にしてコストが非常に高くなり、体積が大きくなりまた重くなり、且つ電力の浪費を形成する。
【０００６】
例えば、電動車椅子への応用においては、該電動車椅子が平坦な路面を走行する時に必要な正常電力は僅かに２００ワットであるが、坂を上る時に必要な最大電力は１０００ワットにも達し、もし最大電力が１０００ワットに達する燃料電池を使用すると、一般の平坦路面での使用状況では明らかに無駄が生じ、且つ体積、コストがいずれも大幅に増加する。その間の落差を補い、パワーが大きくない燃料電池セットを使用するためには、ダブル電池電力供給の電気エネルギー管理装置を設計することが必要となる。
【０００７】
ゆえに、本発明の主要な目的は、一種の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置を提供し、該電気エネルギー管理装置により燃料電池と補助電池による電力供給を効果的に管理することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、燃料電池と二次電池の電力供給と充電を制御できる電気エネルギー管理装置を提供し、該燃料電池の発生する電力により負荷が必要とする電力を供給するほか、二次電池の充電電力を供給できるようにすることにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、燃料電池と二次電池が電動車椅子に供給する電力の電気エネルギー制御装置を提供し、該燃料電池と該二次電池の電力を効果的に管理し、電動車椅子が必要とする電力特性要求に対応できるようにすることにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、燃料電池及び二次電池が並行して電力供給する電気エネルギー供給装置を提供し、一般の負荷状況下で、該燃料電池のみが必要な電力を供給し、負荷が大きい時に、該燃料電池と二次電池が並行して大きな電力供給を行なえるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、
少なくとも一つの燃料電池セット、少なくとも一つの補助電池セット、充電制御回路、マイクロコントローラーを具え、
該燃料電池セットには空気供給装置、水素ガス供給装置を通して反応に必要な空気と水素ガスが供給され、該燃料電池セットの電圧出力端が燃料電池出力電圧を出力できるものとされ、
該補助電池セットは二次電池セットであり、その電圧出力端が電池出力電圧を出力できるものとされ、
該充電制御回路は、その充電電圧入力端が該燃料電池セットの電圧出力端に接続されて充電電源を取得し、その充電電圧出力端が該補助電池セットの電圧出力端に接続され、
該マイクロコントローラーは、充電電流制御線を具え、該充電電流制御線は該充電制御回路に接続されて充電電流制御信号を出力して該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを制御し、
該充電電流制御信号は燃料電池セットの燃料電池出力電圧が補助電池セットの電池出力電圧より大きい条件下にあって、該補助電池セットの所定電池出力電圧準位により該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを調整することを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、空気供給装置中に送風機が設けられて燃料電池セットの反応に必要な空気を供給し、該送風機は送風機電源供給回路により作業電圧を供給され、該送風機電源供給回路は起動スイッチに直列に接続されて補助電池セットの電圧出力端に接続され、起動スイッチが押下げられた後、補助電池セットの電圧出力端が作業電圧を送風機電源供給回路に供給して送風機に運転開始させることを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、燃料電池セットの電圧出力端に更に分流回路が接続されたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、電池並列電力供給切り換え回路を具え、補助電池セットの発生する電池出力電圧が設定電圧より大きい時、燃料電池セットと補助電池セットが共同で電動設備に電力供給することを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、電動設備が電動車椅子とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、補助電池セットがニッケル水素電池とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項７の発明は、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、
少なくとも一つの燃料電池セット、少なくとも一つの補助電池セット、電池並列電力供給切り換え回路、マイクロコントローラーを具え、
該燃料電池セットには空気供給装置、水素ガス供給装置を通して反応に必要な空気と水素ガスが供給され、該燃料電池セットの電圧出力端が燃料電池出力電圧を出力できるものとされ、
該補助電池セットは二次電池セットであり、その電圧出力端が電池出力電圧を出力できるものとされ、
該電池並列電力供給切り換え回路は、補助電池セットの発生する電池出力電圧が設定電圧より大きい時、燃料電池セットと補助電池セットに共同で電動設備に対する電力供給を行なわせ、
該マイクロコントローラーは、電池並列電力供給制御端を具えて電池並列電力供給切り換え回路の動作を制御し、該マイクロコントローラーはまた補助電池セットの電池出力電圧の電圧状態を検出する電池電圧検出端を具え、
該マイクロコントローラーは電池電圧検出端を通して検出した補助電池セットの電池出力電圧が設定電圧より大きい時、該電池並列電力供給制御端を通して電池並列電力供給切り換え回路の動作を制御し、燃料電池セットと補助電池セットに共同で電動設備に対する電力供給を行なわせることを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項８の発明は、請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、空気供給装置中に送風機が設けられて燃料電池セットの反応に必要な空気を供給し、該送風機は送風機電源供給回路により作業電圧を供給され、該送風機電源供給回路は起動スイッチに直列に接続されて補助電池セットの電圧出力端に接続され、起動スイッチが押下げられた後、補助電池セットの電圧出力端が作業電圧を送風機電源供給回路に供給して送風機に運転開始させることを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項９の発明は、請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、充電制御回路を更に具え、その充電電圧入力端が燃料電池セットの電圧出力端に接続されて充電電源を取得し、その充電電圧出力端が補助電池セットの電圧出力端に接続され、
該マイクロコントローラーが更に充電電流制御線を具え、該充電電流制御線は該充電制御回路に接続されて充電電流制御信号を出力して該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを制御し、
該充電電流制御信号は燃料電池セットの燃料電池出力電圧が補助電池セットの電池出力電圧より大きい条件下にあって、該補助電池セットの所定電池出力電圧準位により該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを調整することを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項１０の発明は、請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、燃料電池セットの電圧出力端に更に分流回路が接続されたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項１１の発明は、請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、電動設備が電動車椅子とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
請求項１２の発明は、請求項７記載の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置において、補助電池セットがニッケル水素電池とされたことを特徴とする、電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は良好なダブル電池電気エネルギー管理を通し、十分に燃料電池の特性と長所を運用し、一般の二次電池と共に電動車椅子等の電動設備の必要とする電力を共同供給でき、電動設備に軽負荷状況或いは重負荷状況下のいずれにあっても安定した電力供給を行なうことができる。且つ本発明中に採用されるダブル電力供給設計は、伝統的な技術中のコストが高く、体積が大きく、重く、電力を浪費する等の欠点を効果的に克服できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明が周知の技術の問題を解決するために採用する技術手段は以下のとおりである。本発明は燃料電池セットと補助電池セットの間に充電制御回路を具え、マイクロコントローラが充電電流制御線を通して充電電流制御信号を出力して該充電制御回路の発生する充電電流の大きさを制御し、該充電電流制御信号は燃料電池セットの燃料電池の出力電圧が補助電池の電池出力電圧より大きい条件下で、補助電池の設定電池出力電圧準位に基づき、該充電制御回路の発生する充電電流で該補助電池に対して充電する。
【００１４】
本発明はまた、電池並列電力供給切り換え回路が該燃料電池セットの電圧出力端と補助電池セットの電圧出力端の間に接続されて、電池出力電圧が設定電圧より大きい時に、該燃料電池セットと補助電池セットが共同で電動設備に対する電力供給を行なう。
【００１５】
本発明は電動車椅子に応用される時、システムが強制的に起動される瞬間に補助電池よりマイクロコントローラー及び送風機の必要とする電力を供給し、この後、燃料電池により電力供給する。燃料電池の平常電力供給量は一般平坦路面で燃料電池が十分な電力を供給し、坂を上る時に必要な電力が増加する時は、補助電池が不足する電力を提供し、平坦路面或いは下り坂に回復すると、燃料電池が補助電池に対する充電を開始し、こうして本発明のスマートタイプ自動電力供給及び充電システムが形成される。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置を電動車椅子に応用した時の立体図であり、図２は本発明の制御回路図である。本発明の応用実施例にあって、電動設備は電動車椅子１００とされ、該電動車椅子１００の適当な位置に燃料電池セット１と補助電池セット２が配置され、該燃料電池セット１及び補助電池セット２によりモータ３が必要とする電力が供給されて該電動車椅子１００が駆動され走行する。
【００１７】
図２に示されるように、燃料電池セット１の電圧出力端は燃料電池出力電圧Ｖｆｃを供給し、並びに電動設備のモータ３が必要とする電力を供給する。該燃料電池セット１の電圧出力端はダイオードＤ１、Ｄ２を介して分流回路４に並列に接続されている。該燃料電池セット１には水素ガス供給ソース１１が配置され、該燃料電池セット１の反応に必要な水素ガスが供給され、本発明が例えば電動車椅子のような電動設備に応用される時、該水素ガス供給ソース１１は水素ボンベとされる。
【００１８】
該燃料電池セット１の電圧出力端が供給する燃料電池出力電圧ＶｆｃはダイオードＤ１、Ｄ２を通ってから更に充電制御回路５を通り電池充電電源を供給し、且つ電池充電電源はダイオードＤ３を通り補助電池２に供給されて該補助電池の充電電源とされうる。
【００１９】
補助電池セット２の電圧出力端は電池出力電圧Ｖｂａｔ（例えば３６Ｖ直流電圧）を供給し、且つ該電圧出力端はダイオードＤ４、起動スイッチＳＷを通して電池出力電圧Ｖｂａｔを送風機電源供給回路２１に供給する。送風機電源供給回路２１は電池出力電圧Ｖｂａｔを受け取った後、出力端より例えば２４Ｖの出力電圧を出力し、この２４Ｖの出力電圧は送風機６の作業電圧とされる。
【００２０】
前述の補助電池セット２はリチウム電池、ニッケル水素電池、或いはその他の種類の二次電池とされうる。
【００２１】
マイクロコントローラー電源供給回路２２は送風機電源供給回路２１より例えば２４Ｖの入力電圧を取得し、更にマイクロコントローラー作業電圧（例えば１２Ｖ直流電圧）を生成してマイクロコントローラー７の作業電圧となす。該マイクロコントローラー７は本発明中の各種の関係パラメータ信号を検出し、また、本発明の各種の制御動作を制御する。
【００２２】
補助電池セット２の電圧出力端はマイクロコントローラー７の電池電圧検出端ＰＶｂａｔに接続され、マイクロコントローラー７により該補助電池セット２の電圧出力端の電池出力電圧Ｖｂａｔの電圧状態が随時検出される。電池温度センサ２３が該補助電池セット２の操作温度状態を検出し、並びに補助電池セット２の温度信号を該マイクロコントローラー７の電池温度検出端ＰＴｂａｔに送る。
【００２３】
該マイクロコントローラー７は充電電流制御端ＰＩｃｍｄを具え、充電電流制御線を介して充電制御回路５に接続され、該マイクロコントローラー７の充電電流制御端ＰＩｃｍｄは充電電流制御信号Ｉｃｍｄを出力でき、該充電電流制御信号Ｉｃｍｄは充電制御回路５が補助電池セット２に出力する充電電流の大きさを制御する。
【００２４】
該マイクロコントローラー７は燃料電池電圧検出端ＰＶｆｃを具え、それは信号線を通して燃料電池セット１の電圧出力端に接続されて、該燃料電池セット１の電圧出力端の燃料電池出力電圧Ｖｆｃの電圧状態を検出する。
【００２５】
燃料電池温度センサ１２が該燃料電池セット１の温度状態の検出に用いられ、並びに該燃料電池セット１の温度信号を該マイクロコントローラー７の燃料電池温度検出端ＰＴｆｃに送る。このほか、水素ガス圧力センサ１３が燃料電池セット１の水素ガス圧力状態の検出を行ない、並びに水素ガス圧力信号を該マイクロコントローラー７の水素ガス圧力検出端ＰＨに送る。
【００２６】
リレー８はコイル８１とスイッチ接点８２を具え、該コイル８１はマイクロコントローラー７の電池並列電力供給制御端ＲＬＹにより制御され、該スイッチ接点８２の一端は補助電池セット２の電圧出力端に接続され、もう一端はダイオードＤ５を通り電動設備のモータ３に接続されている。
【００２７】
使用者が起動スイッチＳＷを押下げる時、補助電池セット２の電池出力電圧ＶｂａｔがダイオードＤ４と起動スイッチＳＷを通り送風機電源供給回路２１に供給され、該送風機電源供給回路２１を通った後、送風機電源供給回路２１の出力端が出力電圧を出力する。この出力電圧は送風機６に供給されて作業電圧とされ、送風機６を回転させて該燃料電池セット１の反応に必要な空気を提供させる。また、該送風機電源供給回路２１の出力電圧はマイクロコントローラー電源供給回路２２により適合する電圧（例えば１２Ｖの直流電圧）に下げられ、更にマイクロコントローラー７に供給される。この時、マイクロコントローラー７は所定のシステム起動のプロセスを実行して燃料電池セット１を起動する。該燃料電池セット１が起動完成した後、水素ガス供給ソース１１が水素ガスを燃料電池セット１に供給し、該燃料電池セット１は電力を電動設備のモータ３に供給する。
【００２８】
システム起動時に、マイクロコントローラー７は補助電池セット２の無負荷時の電池出力電圧Ｖｂａｔを検出し、補助電池セット２の電池出力電圧Ｖｂａｔが設定値（例えば２４Ｖ）より小さければ、マイクロコントローラー７は充電電流制御信号Ｉｃｍｄを充電制御回路５に送り、該充電制御回路５がこれにより充電電流を補助電池セット２に送り充電する。
【００２９】
補助電池セット２の電池出力電圧Ｖｂａｔが設定電圧値（例えば１８Ｖ）より大きければ、マイクロコントローラー７は電池並列電力供給制御端ＲＬＹを通してリレー８の動作を制御し、補助電池セット２の電力をスイッチ接点８２とダイオードＤ５を通してモータ３に供給し、こうして燃料電池セット１がモータ３に並列して電力供給する状態が形成される。該リレー８、コイル８１及びスイッチ接点８２及び関係するダイオードは本発明の制御回路中の電池並列電力供給切り換え回路を構成し、該補助電池セットの発生する電池出力電圧が設定電圧値より大きい時、該燃料電池セットと補助電池セットに共同で電動設備に電力供給させる。
【００３０】
使用者が起動スイッチＳＷを切断する（Ｔｕｒｎ  Ｏｆｆ）すると、補助電池セット２の電力供給が停止されてマイクロコントローラー７と送風機６も動作を停止し、リレー８のスイッチ接点８２が開き、充電制御回路５もまた充電電流の供給を停止する。残った電力は分流回路４に消耗される。即ち、システム切断時に、燃料電池セット１に残余の電力がある時、該分流回路４によりこの残余の電力が除去され、燃料電池セット１が保護される。該分流回路４は抵抗とされうる。
【００３１】
このほか、該分流回路４は燃料電池セット１の電圧上限値３６Ｖを制限し、燃料電池セット１が過大な電圧を発生してシステムに影響を及ぼすのを防止する。車椅子が制動されたり減速される時、モータ３が発電機を形成し、該分流回路４が残った電力を除去し、燃料電池セット１が影響を受けないようにする。
【００３２】
燃料電池セット１の燃料電池出力電圧Ｖｆｃが補助電池セット２の電池出力電圧Ｖｂａｔより大きい時、充電制御回路５は補助電池セット２を充電電流制御信号Ｉｃｍｄの設定する準位まで充電しようとする。充電実行時、もし電池出力電圧Ｖｂａｔがすでに所定の電圧準位に達すれば、充電電流制御信号Ｉｃｍｄは０となり、それは該補助電池セット２が飽和状態まで充電されたことを示す。
【００３３】
マイクロコントローラー７が補助電池セット２の無負荷時の電池出力電圧Ｖｂａｔが設定値（例えば２７Ｖ）に達したことを検出する時、それは該補助電池セット２がすでに充電飽和状態であることを示し、即ちマイクロコントローラー７の送出する充電電流制御信号Ｉｃｍｄは０Ａとなる。
【００３４】
マイクロコントローラー７が補助電池セット２の無負荷時の電池出力電圧Ｖｂａｔが設定値（２７Ｖより小さい）より小さいことを検出する時、充電制御回路５は充電電流を生成して補助電池セット２に対する充電を行なう。その充電電流の大きさは電池出力電圧Ｖｂａｔの大きさに応じてそれに比例するよう設定される。
【００３５】
図３は補助電池セットに供給される充電電流と充電電圧の関係曲線図である。もし電池出力電圧Ｖｂａｔが例えば１８〜２９Ｖの間であれば、充電電流制御信号Ｉｃｍｄは該充電制御回路５を制御して３Ａの充電電流を発生させて補助電池セット２に対する充電を行なわせる。電池出力電圧Ｖｂａｔが２９Ｖより上昇開始すると、充電電流制御信号Ｉｃｍｄは線形に下降し、充電制御回路５に線形比例を以て下降する充電電流を発生させて補助電池セット２に対して充電を行なわせる。補助電池セット２の電池出力電圧Ｖｂａｔが３０Ｖに上昇した時、充電電流は０Ａとなり、補助電池セット２に対する充電が停止する。
【００３６】
安全設計面では、放電時に、電池出力電圧Ｖｂａｔが所定準位（例えば１８Ｖ）以下に下がる時、該補助電池セット２が完全放電したことを表示し、この時、該補助電池セット２の続く放電は停止される。補助電池セット２の温度Ｔｂａｔが摂氏６０度に等しいかそれより大きい時は、異常を表示し、該補助電池セット２が切断される。水素ガス圧力センサ１３が燃料電池セット１に供給する水素ガス圧力が１０ｐｓｉｇより小さいことを検出する時、該燃料電池セットの水素ガスボンベが使用済みとなったことを表示し、燃料電池が切断される。
【００３７】
上述の充電制御回路５、補助電池セット２及び燃料電池セット１の組合せにより、システムが電池充電状態と燃料電池セットの提供する電力の違いにより、充電電流制御信号Ｉｃｍｄにより充電制御回路５の充電電流の大きさを制御する。
【００３８】
本発明は燃料電池にニッケル水素電池（或いはその他のタイプの電池）を結合させたダブル電池電力供給方式運転により例えば電動車椅子のような電動設備の必要とする電力を供給し、システムが開放される瞬間に補助電池セットがマイクロコントローラーと送風機等の必要とする電力を提供し、その後、燃料電池セットによる電力供給がなされる。燃料電池セットの平常電力供給量は２００ワット、最大電力供給量は約４００ワットに達し、これにより一般の平坦な路面では燃料電池セットが十分な電力を供給できる。上り坂では必要な電力が増加し、最大電力供給量は１０００ワットに設定され、この時、補助電池セットが不足する電力を提供し、平坦路面或いは下り坂に回復する時（燃料電池セットが十分な電力を補助電池セットに提供すればよい）、燃料電池セットが補助電池に対する充電を開始し、こうして本発明のスマートタイプ自動電力供給及び充電システムが形成される。
【００３９】
以上の電気回路構造から分かるように、本発明の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置は十分に燃料電池の特性と長所を運用し、例えば電動車椅子のような電動設備に優良な電力を供給するダブル電池電力供給システムとされ、ゆえに本発明は確かな産業上の利用価値を有する。
【００４０】
総合すると、本発明の以上に記載の設計は高度の実用性を有している。しか以上の実施例の説明は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、本発明の技術の属する分野における通常の知識を有する者が上述の実施例に基づきなしうる各種の改良及び変化は、本発明の発明精神の下にあり本発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の電動設備の燃料電池包含ダブル電池電気エネルギー管理装置を電動車椅子に応用した時の立体図である。
【図２】本発明の制御回路図である。
【図３】本発明の補助電池セットに供給される充電電流と充電電圧の関係曲線図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  電動車椅子
１  燃料電池セット
１１  水素ガス供給ソース
１２  燃料電池温度センサ
１３  水素ガス圧力センサ
２  補助電池セット
２１  送風機電源供給回路
２２  マイクロコントローラー電源供給回路
２３  電池温度センサ
３  モータ
４  分流回路
５  充電制御回路
６  送風機
７  マイクロコントローラー
８  リレー
８１  コイル
８２  スイッチ接点
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６  ダイオード
ＳＷ  起動スイッチ
Ｖｆｃ  燃料電池出力電圧
Ｖｂａｔ  電池出力電圧
Ｉｃｍｄ  充電電流制御信号
【図１】
2005168279.tif 000003
【図２】
2005168279.tif 000004
【図３】
2005168279.tif 000005